El Sofista

En la esfera de fotones de un agujero negro

¿Cómo se vería el cielo y las estrellas si un observador se dirigiera directamente hacia un agujero negro?

Un lugar particularmente interesante cerca de un agujero negro es la esfera de fotones. Se trata de una esfera situada un 50 por ciento más lejos que el horizonte de eventos y en la que los fotones pueden orbitar en círculos.

A un observador situado en la esfera de fotones que mirara hacia el exterior de un agujero negro, la mitad del cielo se le aparecería totalmente negro y la otra mitad sería inusualmente brillante. Y entre ambas mitades vería la parte posterior de la cabeza del observador.

En la animación por computadora mostrada arriba se describe la vista desde la esfera de fotones.

La razón por la cual la parte inferior del cielo es negro es porque todas las trayectorias de la luz de esta región oscura tienen su origen en el agujero negro (en la imagen de la derecha), el que, como es sabido, no emite luz.

En cambio, la mitad superior del cielo aparece insólitamente brillante, desplazada hacia el azul y muestra una cantidad de imágenes del cielo completo progresivamente mayor a medida que se acerca a la línea divisoria entre la luz y la oscuridad, situada hacia la zona media de la imagen.

El límite entre la luz y la oscuridad es, precisamente, la esfera de fotones, en la que el observador está situado. Ahora bien, como aquí los fotones pueden seguir trayectorias circulares, la luz de la parte posterior de la cabeza puede rodear el agujero negro y presentarse ante los ojos del observador.

A pesar de la zona oscura, ningún lugar del cielo está oculto. Las estrellas que normalmente pasarían por detrás del agujero negro ahora pasan fugazmente por el anillo de Einstein (ver la imagen al pie de la entrada), que aquí forma una línea horizontal hacia la mitad de la parte estrellada del cielo.

Esta animación es parte de una serie de videos que exploran visualmente el espacio cercano al horizonte de eventos de un agujero negro.

SDSSJ1430, una galaxia Anillo de Einstein. ¿Qué es grande, azul y, además, puede envolverse alrededor de una galaxia entera? Pues, claro, como ya lo han adivinado, se trata de un espejismo de lente gravitacional. Representado arriba a la izquierda, la gravedad de una galaxia blanca normal ha distorsionado gravitacionalmente la luz de una galaxia azul mucho más distante. Normalmente la deflexión de la luz resulta en dos o más imágenes discernibles de la galaxia lejana, pero aquí la alineación de la lente es tan precisa que la galaxia de fondo queda distorsionada en un anillo casi completo. Los anillos como el SDSSJ1430 se conocen como Anillos de Einstein porque Albert Einstein predijo generalmente estos efectos lenticulares con cierto detalle hace casi 70 años. Las lentes gravitacionales fuertes como SDSSJ1440 son algo más que rarezas cósmicas, porque sus numerosas propiedades permiten que los astrónomos determinen la masa y el contenido de materia oscura de la galaxia de primer plano que hace de lente (clic en la imagen para ampliarla). Leer la entrada completa.

Vía Foto astronómica del día correspondiente al 2 de julio de 2013. Esta página ofrece todos los días una imagen o fotografía del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Crédito de la imagen y derechos de autor: Robert Nemiroff (MTU).

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escrito por el sofista @ martes, julio 02, 2013